關于當代燃煤電廠超凈排(pai)放技術調研及研究報告（簡(jian)版）  

一、前言

   為了(le)讓熱愛平(ping)江、關心平(ping)江的人民進(jin)一步了(le)解目(mu)前(qian)國內新一代(dai)燃(ran)煤(mei)火(huo)(huo)力(li)發(fa)(fa)電技術(shu)，幫(bang)助(zhu)部分對(dui)新一代(dai)火(huo)(huo)電技術(shu)認知渠道匱乏或(huo)受自身條件限制(zhi)無法實地考察的平(ping)江人民了(le)解新一代(dai)燃(ran)煤(mei)火(huo)(huo)力(li)發(fa)(fa)電廠(chang)，實現平(ping)江的經濟發(fa)(fa)展(zhan)、綠色發(fa)(fa)展(zhan)兩不誤。現將(jiang)中(zhong)南電力(li)設計院經過為期2個月，對(dui)國內已(yi)建成或(huo)正在實施、準備(bei)實施采用超凈(jing)排放技術(shu)的燃(ran)煤(mei)火(huo)(huo)力(li)發(fa)(fa)電廠(chang)（部分代(dai)表電廠(chang)）進(jin)行(xing)調(diao)研并形成的調(diao)研報(bao)告予以(yi)發(fa)(fa)布，供大家參考。

二、污染物排放標準

   超凈排(pai)放技(ji)術是燃(ran)(ran)煤電(dian)廠執(zhi)行以天然(ran)氣(qi)(qi)為燃(ran)(ran)料(liao)的燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)輪機組的大氣(qi)(qi)污(wu)染物(wu)排(pai)放限值，如下表所示。

   ;  以天然氣為(wei)燃料(liao)的燃氣輪機組大氣污染物排放濃(nong)度限值(zhi)

三、煙氣超凈排放燃煤電廠調(diao)研情(qing)況

1.浙能嘉興發電廠

    1.1工程概況

   嘉興發電(dian)廠現共有8臺發電(dian)機組，總裝機容量(liang)5000MW。一期(qi)(qi)裝機容量(liang)為(wei)2×300MW，1995年12月(yue)(yue)投(tou)產發電(dian)。二期(qi)(qi)工(gong)程裝機容量(liang)為(wei)4×600MW，2005年10月(yue)(yue)全部投(tou)產發電(dian)。三期(qi)(qi)裝機容量(liang)為(wei)2×1000MW，2011年10月(yue)(yue)全部投(tou)產發電(dian)。本(ben)次調(diao)研內容為(wei)三期(qi)(qi)工(gong)程，2014年6月(yue)(yue)完成了2臺機組超凈排放(fang)技改(gai)。

    1.2煙(yan)氣處(chu)理(li)技術

    1.2.1除塵：采用低低溫除塵+濕式電除塵技術，煙囪(cong)出口煙塵濃度＜2.1mg/Nm3。

    1.2.2脫硫(liu)：采(cai)用(yong)石(shi)灰石(shi)－石(shi)膏濕(shi)法脫硫(liu)系統，改為(wei)(wei)3+1臺漿液泵，增加一層(ceng)托盤變為(wei)(wei)雙托盤脫硫(liu)塔，除霧器(qi)改為(wei)(wei)一級管式除霧器(qi)+兩層(ceng)屋脊(ji)式除霧器(qi)。煙囪(cong)出(chu)口SO2濃度＜17.5 mg/Nm3。

    1.2.3脫硝：采用“超低NOx燃燒(shao)器(qi)+增加預留(liu)層新型改性催化劑”。煙囪出口(kou)NOx濃(nong)度＜39 mg/Nm3。

    1.3下一(yi)步(bu)改(gai)造(zao)計劃：已實現超凈排(pai)放，暫無新改(gai)造(zao)計劃。

圖1-1浙能(neng)嘉華電(dian)廠系統示意圖

圖1-2浙(zhe)能嘉(jia)興電廠(chang)全景

2.浙能六橫發電廠

    2.1工(gong)程概況

   浙能(neng)六橫電(dian)廠是全國首個離岸海島大型(xing)燃(ran)煤火電(dian)廠，規(gui)劃建設(she)4臺1000MW超(chao)超(chao)臨(lin)界(jie)機組，一期工程建設(she)2×1000MW超(chao)超(chao)臨(lin)界(jie)。在2014年7月正式(shi)投(tou)入商業運行。試(shi)運行期間污染物排(pai)放指標為：NOx＜26mg/Nm3、SOx＜25mg/Nm3、PM＜5mg/Nm3，全面達到超(chao)凈排(pai)放標準。

    2.2煙氣處理技(ji)術

    2.2.1除(chu)塵(chen)(chen)：采用(yong)“電除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(ESP) +旋轉極(ji)板+濕式除(chu)塵(chen)(chen)器(qi)”，煙囪出(chu)口煙塵(chen)(chen)濃(nong)度＜5mg/Nm3。

    2.2.2脫(tuo)硫：采用石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)-石(shi)(shi)膏濕法(fa)脫(tuo)硫系統（托盤(pan)技術+增效環(huan)），煙(yan)囪出(chu)口SO2濃度＜25mg/Nm3。

    2.2.3脫(tuo)硝：采用低(di)NOx燃燒器及SCR脫(tuo)硝工(gong)藝。煙囪出(chu)口(kou)NOx濃度＜26 mg/Nm3。

    2.3下一步改造(zao)計(ji)劃：已實現超(chao)凈排放，暫(zan)無新改造(zao)計(ji)劃。

圖2-1浙能六(liu)橫電廠系統(tong)示意圖

圖(tu)2-2浙(zhe)能(neng)六(liu)橫電廠全(quan)景

3.神華國華舟山發電廠

    3.1工(gong)程(cheng)概況

   神華國(guo)華舟山發電廠擁有125MW機組(zu)(zu)一臺，135MW機組(zu)(zu)一臺,300MW機組(zu)(zu)一臺，350MW機組(zu)(zu)一臺。其(qi)中，4號機組(zu)(zu)（1X350MW超臨界機組(zu)(zu)）為新建(jian)機組(zu)(zu)，于2014年6月投入商業運行，全面達(da)到超凈(jing)排放標準。

    3.2煙氣(qi)處理(li)技術（4號機(ji)組）

    3.2.1除(chu)塵(chen)：采用“電除(chu)塵(chen)器(ESP) +高頻電源(yuan)+旋轉(zhuan)極(ji)板+濕(shi)式除(chu)塵(chen)器”，煙囪(cong)出口煙塵(chen)濃度(du)＜2.38mg/Nm3。

    3.2.2脫硫：采用高(gao)效海水脫硫技(ji)術(shu)，煙囪出口SO2濃度＜2.86mg/Nm3。

    3.2.3脫硝：采用低NOx燃燒器及SCR脫硝工藝。煙囪出口NOx濃度＜20.5mg/Nm3。

    3.3下一步改造(zao)計(ji)劃：已實現(xian)超(chao)凈排放，暫無新改造(zao)計(ji)劃。

圖(tu)3-1舟山4號機組系統(tong)示意(yi)圖(tu)

圖3-2神華國華舟(zhou)山電(dian)廠全景

4.天津軍糧城電廠

    4.1工(gong)程概(gai)況

   天津(jin)軍(jun)糧(liang)城(cheng)(cheng)發(fa)電有(you)限公(gong)司（以下簡稱(cheng)“軍(jun)糧(liang)城(cheng)(cheng)電廠(chang)”）共分5期建設，其中5期9、10號機(ji)組（2×350MW）分別于2010年7月(yue)和(he)10月(yue)投產發(fa)電。

    4.2煙氣(qi)處理技術(shu)（4號機組）

    4.2.1除塵：采(cai)用“布袋除塵器+濕式電除塵器”，煙囪出口煙塵濃度＜5mg/Nm3。

    4.2.2脫(tuo)硫(liu)(liu)：沿用石(shi)灰石(shi)-石(shi)膏濕法脫(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)，采用“新增串聯(lian)二級脫(tuo)硫(liu)(liu)塔+煙塔合一”。煙囪出口SO2濃度＜35mg/Nm3。

    4.2.3脫硝(xiao)：采用(yong)低NOx燃燒(shao)器及(ji)SCR脫硝(xiao)工(gong)藝，加裝一層新催化劑(ji)，改(gai)造(zao)后SCR出口NOx排放濃度能夠(gou)＜50mg/Nm3，脫硝(xiao)率＞88.9%。

    4.3下一步(bu)改造計(ji)劃：已實(shi)現超凈排(pai)放，暫無新改造計(ji)劃。

5.華能北京熱電廠

    5.1工(gong)程概(gai)況

   華能(neng)北(bei)京熱電(dian)廠一期工程共四臺燃煤發(fa)電(dian)機(ji)組，四臺機(ji)組額定發(fa)電(dian)總(zong)功(gong)率為(wei)845MW，1999年(nian)6月全部投產。

    5.2煙氣處(chu)理技術(shu)

    5.2.1除塵：2013年(nian)(nian)3月開始改造(zao)，采取了“低低溫+移動(dong)極(ji)板+電除塵增容(rong)+三(san)相交(jiao)流電控(kong)制(zhi)技術(shu)”的技術(shu)路(lu)線(xian)，于(yu)當年(nian)(nian)10月完成全部改造(zao)，改造(zao)后除塵器出口(kou)粉塵濃(nong)度(du)從原來的35mg/Nm3左右下降到了8mg/Nm3左右。

    5.2.2脫(tuo)硫：原無(wu)脫(tuo)硫裝置，2005年6月開始改造，采(cai)取(qu)“新建石灰石-石膏(gao)濕法脫(tuo)硫島”和“煙(yan)塔合一”路線，2006年12月完成全部改造，脫(tuo)硫改造的(de)設計效率為96%，脫(tuo)硫系統入口SO2濃(nong)度低于1100mg/Nm3,脫(tuo)硫后SO2排(pai)放濃(nong)度小于50mg/Nm3。脫(tuo)硫后的(de)煙(yan)氣(qi)經(jing)由煙(yan)塔（即冷卻(que)塔）排(pai)出。

    5.2.3脫硝(xiao)：2007年1月(yue)開始改造，在原有低(di)氮燃(ran)燒器的(de)基礎上采取”新增SCR脫硝(xiao)裝置(zhi)”路線，2007年12月(yue)完成，在脫硝(xiao)裝置(zhi)入(ru)口(kou)濃(nong)度(du)450mg/Nm3左(zuo)右的(de)情況下，1號(hao)機組(zu)煙(yan)囪(cong)入(ru)口(kou)的(de)的(de)氮氧化物排放濃(nong)度(du)可達到30mg/Nm3以(yi)下，2~4號(hao)機組(zu)的(de)氮氧化物排放濃(nong)度(du)可達到50mg/Nm3以(yi)下。

    5.3下一步改造(zao)計劃：擬采用托盤技術對吸收塔進行改造(zao)，并增(zeng)加(jia)和優化噴淋(lin)層(ceng)的噴嘴，增(zeng)加(jia)煙道除霧器等措施。

圖5-1華(hua)能北京熱(re)電廠(chang)一期工(gong)程全(quan)景(jing)

6. 天津北疆電廠
    6.1 工程概況
    天津國投津能發電有限公司（天津北疆電廠）分兩期建設，一期工程建設2×1000MW超超臨界燃煤發電機組，于2009年11月投入商業運行。二期工程規劃建設2×1000MW超超臨界燃煤發電機組，兼顧采暖用汽及工業用汽，已于2013年12月24日取得國家發展改革委核準批復。
    6.2 煙氣處理技術
    6.2.1 除塵：一期工程原有靜電除塵器，2012年4月開始改造，采取“電除塵系統控制系統升級”路線，煙囪出口煙塵排放濃度分別為14.3mg/Nm3和13.8mg/Nm3。
    6.2.2 脫硫：基建配套脫硫設施，采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，設計脫硫效率96.3%，2013年1、2號機組SO2平均排放濃度分別為78.59mg/Nm3、79.13mg/Nm3。
    6.2.3 脫硝：基建配套脫硝設施，采用SCR脫硝技術。2013年1、2號機組NOx排放濃度分別為70.68mg/Nm3和83.30mg/Nm3。
    6.3 下一步改造計劃
    6.3.1 除塵：“低低溫靜電除塵器+高頻電源+濕式靜電除塵器”，改造后最終實現煙囪出口固體顆粒物排放濃度小于5mg/Nm3，綜合除塵效率不低于99.96%。
    6.3.2 脫硫：沿用現有的石灰石—石膏濕法脫硫工藝，對吸收塔和附屬系統進行增效擴容改造，即采用雙塔雙循環技術，增設二級脫硫塔。改造后，脫硫效率由原設計值96.3%提高到98.9%，二氧化硫排放濃度降至35mg/Nm3以下。
    6.3.3 脫硝：沿用現有的SCR煙氣脫硝工藝，通過啟用備用層、增加一層催化劑的手段提高脫硝效率。脫硝系統改造后，NOx排放濃度小于50mg/Nm3。
    6.3.4 二期(qi)新建工程：除(chu)塵(chen)路線采(cai)用(yong)“低(di)低(di)溫靜電(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)+濕(shi)(shi)式靜電(dian)除(chu)塵(chen)器(qi)”，煙囪出口固體顆粒(li)物排放濃(nong)度≤5mg/Nm3，綜(zong)合(he)除(chu)塵(chen)效率(lv)不低(di)于99.96%。脫(tuo)硫采(cai)用(yong)“石(shi)灰石(shi)-石(shi)膏濕(shi)(shi)法(fa)單塔雙(shuang)循環(huan)工藝”，脫(tuo)硫效率(lv)不低(di)于99.1%，煙囪出口SO2排放濃(nong)度≤30mg/Nm3。脫(tuo)硝采(cai)用(yong)“低(di)NOx燃燒技術(shu)+SCR煙氣脫(tuo)硝”，脫(tuo)硝裝置(zhi)效率(lv)不低(di)于85%，煙囪出口NOx排放濃(nong)度≤ 45mg/Nm3。

圖6-1 天津北疆電廠全景
7. 上海外高橋第三發電廠
    7.1 工程概況
上海外高橋第三發電廠（以下簡稱“外三”）建設2×1000MW國產超超臨界燃煤機組，于2008年6月全部投產。
    7.2 煙氣處理技術
    7.2.1 除塵：采用常規靜電除塵器，2009年底至2012年初，進行了高頻電源改造，改造后除塵器出口煙塵濃度≤20mg/Nm3。
    7.2.2 脫硫：采用川崎公司的逆流噴霧塔，SO2排放指標≤50mg/Nm3。
    7.2.3 脫硝：采用SCR脫硝工藝。2012年改造升級后已填充全部三層催化劑，裝設3層催化劑后煙囪出口NOx濃度＜15mg/Nm3。
    7.3 下一步改造計劃(hua)：待定(ding)。

圖7-1 外高橋第三發電廠全景
四、煙氣超凈排放技術路線總結
    1. 脫硝系統
    在已調研項目中，脫硝系統多采用低NOx燃燒器+SCR催化劑的組合方式，該類系統技術成熟，運行可靠。執行超凈排放的燃煤電站與常規電站相比較，脫硝系統區別主要在于SCR催化劑的填裝層數，改造工程多將原有的2+1（2層填裝，1層備用）層催化劑直接更改為3層全部填裝，部分電廠（華能高碑店、華電永利）采用4層SCR催化劑。改造后系統脫硝效率可以提升至85~90%，采用現有技術可以滿足超凈排放NOx＜50mg/Nm3要求。
    2. 脫硫系統
    在已調研的電源點中多燃用中低硫煤種，其中執行超凈排放指標的電站燃煤含硫量為0.41~0.89%，對于新建機組，相對于常規脫硫系統采用的新技術有：雙托盤、性能增強環、增加噴淋層、增加漿液泵等，對于改造機組，多采用增加一座吸收塔的方式，改進后系統脫硫效率達到98~99%，可滿足超凈排放SO2＜35mg/Nm3的指標要求。
     3. 除塵系統
    實現超凈排放指標的電廠中，除塵系統分為兩條技術路線：① 煙氣冷卻器+五電場低低溫靜電除塵器+高效除塵FGD +濕式靜電除塵器；②五電場旋轉極板靜電除塵器（末電場采用旋轉極板）+高效除塵FGD+濕式靜電除塵器。調研結果顯示，此兩條路線均可滿足超凈排放PM＜5mg/Nm3的要求。
文(wen)章來源：中(zhong)南電力(li)設計院

文章(zhang)作者：中(zhong)南電力設計院